К 200-летию Джеймса Джоуля - «Образование»

Английский физик, член Лондонского королевского общества Джеймс Прескотт Джоуль родился 24 декабря 1818 года в Солфорде близ Манчестера, в семье богатого пивовара. Образование получил домашнее. Несколько лет учился математике, физике, основам химии у известного физика и химика Джона Дальтона, а самостоятельные экспериментальные исследования он начал в возрасте 19 лет  - в лаборатории, которую он создал дома. 

В 1839 году Джеймс Джоуль начал ряд экспериментов, в которых он исследовал механическую работу, электричество и теплоту. В 1840 году он послал свою работу «Об образовании Теплоты с помощью Вольтовского (Гальванического) Электричества» в Королевское Научное Общество в Лондоне, но она не вызвала большого энтузиазма в Королевском Научном Обществе, и было опубликовано лишь краткое изложение полученных им данных.

В 1843 году Джоуль вычислил количество механической работы, которое необходимо для образования эквивалентного количества теплоты. Эта величина была названа «механическим эквивалентом теплоты». Он снова передал данные своих наблюдений на рассмотрение — но на этот раз Британской Ассоциации Развития науки. И опять его работа не вызвала восторженной реакции. Несколько ведущих научных журналов также отказались опубликовать данные исследований Джоуля.

Впервые работы ученого получили одобрение спустя несколько лет – в 1847 году. Профессор физики при Университете в Глазго Уильям Томсон, Марк Фарадей и Джордж Стоукс оценили исследования Джоуля, и вслед за ними пересмотрело свое отношение к ним Королевское Научное Общество. 

Принцип сохранения энергии, лежащий в основе работы Джоуля, положил начало новой научной дисциплине, известной как термодинамика. Несмотря на то, что Джоуль не был первым ученым, который предложил этот принцип, он был первым, кто продемонстрировал обоснованность этого принципа. Он показал, что «работа может превращаться в теплоту с четким соотношением работы к теплоте, и что теплоту можно обратно преобразовать в работу». 

Принцип сохранения энергии Джоуля лег в основу первого закона термодинамики. Этот закон говорит о том, что энергию нельзя ни создать, ни уничтожить, но ее можно изменять из одной формы в другую.

Джеймс Прескотт Джоуль, работая с Уильямом Томсоном, по сути, объяснил систему работы холодильных установок. Он доказал, что расширения газа без выполнения работы приводит к существенному снижению его температуры. Этот эффект назвали в честь обоих ученых – эффект Джоуля-Томсона.

Джеймс Джоуль был одним из первых ученых, который обратил внимание на необходимость в условных единицах электричества. В знак признания огромного вклада Джоуля в изучение связи теплоты и механического движения, единица энергии (или работы) в физике была позже названа Джоулем.

Умер Джеймс Прескотт Джоуль  11 октября 1889 года.